一种强化17CrNiMo6淬火钢的低温处理方法与流程

本发明属于热处理技术领域，尤其是涉及一种强化17crnimo6淬火钢的低温处理方法。

背景技术：

《热处理技术与装备》杂志2011年第5期“17crnim06钢渗碳后淬火工艺的研究”一文介绍了一种采用淬火+低温回火的方法提高17crnimo6淬火钢强度的方法，其方法是在820℃淬火后再在200℃下低温回火温度1-2h，不足之处是“淬火+低温回火”传统热处理工艺不能使17crnimo6钢中残余奥氏体完全转变成马氏体，其所得17crnimo6淬火钢强度不足以满足现代舰船、石油化工、矿山机械、建筑等领域对齿轮材料高强度的要求。

目前，缺乏一种能够进一步增加17crnimo6淬火钢钢工件强度硬度的热处理方法。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，提供一种增加17crnimo6淬火钢强度硬度的热处理方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的一种强化17crnimo6淬火钢的低温处理方法，包括以下步骤：

(1)将已淬火并冷却至室温的17crnimo6钢工件按照置于可控温低温冷却设备中，工件间留有空隙；为了保证工件间有空隙，保证各冷却工件冷却速率相同。

(2)采用冷却介质对可控温低温冷却设备中的17crnimo6钢工件进行低温处理，可控温低温冷却设备中，卡诺循环冷却介质制冷法降低工件温度至-100℃--150℃，进行保温；

(3)工件经-100℃--150℃低温下保温后，关闭可控温低温冷却设备致冷系统，使工件自然升温至室温，再取出工件；

(4)取出的低温处理工件再在马福炉中进行低温回火处理，回火温度为200℃，保温时间为4小时，制得强化17crnimo6淬火钢。

进一步地，在步骤(1)中，所述的可控温低温冷却设备为箱式绝热容器。

进一步地，在步骤(2)中，所述的冷却介质为液氮或液氦。

进一步地，在步骤(2)中，所述的可控温低温冷却设备的降温方法为浸入冷却介质直接致冷法。

更进一步地，在步骤(3)中，所述的17crnimo6钢工件从室温到-100℃--150℃的冷却速率为15-20℃/min。

进一步地，在步骤(3)中，所述的17crnimo6钢工件在-100℃--150℃低温下的保温时间为10-24小时。

更进一步地，在步骤(1)中，淬火工艺：奥氏体化温度930～980℃，保温24小时，油淬，淬火温度820～840℃。

有益效果：本发明操作简便，无污染，成本低廉，节能减排，有效提高17crnimo6淬火钢的强度硬度。

与现有的技术相比，在17crnimo6淬火钢传统热处理工艺上增加低温处理工序，能提高残余奥氏体的转化率，提高17crnimo6淬火钢的强度，从而满足齿轮材料高强度的要求。

附图说明

图1为本发明低温处理前后17crnimo6淬火钢组织变化的金相图；

图2为本发明低温处理前后17crnimo6淬火钢抗拉强度、屈服强度变化的图谱。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例1

如图1和图2所示，本发明的一种强化17crnimo6淬火钢的低温处理方法，包括以下步骤：

(1)将已淬火并冷却至室温的17crnimo6钢工件按照十指交叉置于可控温低温冷却设备中，工件间留有空隙；所述的可控温低温冷却设备为箱式绝热容器。淬火工艺：奥氏体化温度930～980℃，保温24小时，油淬，淬火温度820～840℃。

(2)采用冷却介质对可控温低温冷却设备中的17crnimo6钢工件进行低温处理，可控温低温冷却设备中，卡诺循环冷却介质制冷法降低工件温度，工件以一定冷却速率降温至-100℃，进行保温；所述的冷却介质为液氮。所述的可控温低温冷却设备的降温方法为浸入冷却介质直接致冷法。

(3)工件经-100℃低温下保温后，关闭可控温低温冷却设备致冷系统，使工件自然升温至室温，再取出工件；所述的17crnimo6钢工件从室温到-100℃的冷却速率为15℃/min。所述的17crnimo6钢工件在-100℃低温下的保温时间为10小时。

(4)取出的低温处理工件再在马福炉中进行低温回火处理，回火温度为200℃，保温时间为4小时，制得强化17crnimo6淬火钢。

本发明的产品抗拉强度为1287mpa，屈服强度为1215mpa，如图2强度和屈服强度有明显提高。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：

本发明提供了一种强化17crnimo6淬火钢的低温处理方法，包括以下步骤：

在步骤(1)中，将已淬火并冷却至室温的17crnimo6钢工件按照一定次序置于可控温低温冷却设备中，工件间留有空隙；所述的可控温低温冷却设备为箱式绝热容器。

在步骤(2)中，采用冷却介质对可控温低温冷却设备中的17crnimo6钢工件进行低温处理，可控温低温冷却设备中，冷却介质直接接触工件以一定冷却速率降温至-150℃，进行保温；所述的冷却介质为液氦。所述的可控温低温冷却设备的降温方法为浸入冷却介质直接致冷法。

在步骤(3)中，工件经-150℃低温下保温后，关闭可控温低温冷却设备致冷系统，使工件自然升温至室温，再取出工件；所述的17crnimo6钢工件从室温到-150℃的冷却速率为20℃/min。所述的17crnimo6钢工件在-100℃低温下的保温时间为10小时。

在步骤(4)中，取出的低温处理工件再在马福炉中进行低温回火处理，回火温度为200℃，保温时间为4小时，制得强化17crnimo6淬火钢。

本发明的抗拉强度为1254mpa，屈服强度为1179mpa，表面hrc硬度为60.63，如图2，强度和屈服强度有提高，但提高幅度下降。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于：本发明的一种强化17crnimo6淬火钢的低温处理方法，包括以下步骤：

在步骤(1)中，将已淬火并冷却至室温的17crnimo6钢工件按照一定次序置于可控温低温冷却设备中，工件间留有空隙；所述的可控温低温冷却设备为箱式绝热容器。

在步骤(2)中，采用冷却介质对可控温低温冷却设备中的17crnimo6钢工件进行低温处理，可控温低温冷却设备中，冷却介质直接接触工件以一定冷却速率降温至-100℃，进行保温；所述的冷却介质为液氮。所述的可控温低温冷却设备的降温方法为浸入冷却介质直接致冷法。

在步骤(3)中，工件经-125℃低温下保温后，关闭可控温低温冷却设备致冷系统，使工件自然升温至室温，再取出工件；所述的17crnimo6钢工件从室温到-125℃的冷却速率为17℃/min。所述的17crnimo6钢工件在-125℃低温下的保温时间为24小时。

在步骤(4)中，取出的低温处理工件再在马福炉中进行低温回火处理，回火温度为200℃，保温时间为4小时，制得强化17crnimo6淬火钢。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于：未采用低温处理方法的统热处理工艺，包括如下步骤：

在步骤(1)中，将已淬火并冷却至室温的17crnimo6钢工件在马福炉中进行低温回火处理，回火温度为200℃，保温时间为4小时，制得强化17crnimo6淬火钢。

本发明的产品的抗拉强度为1210mpa，屈服强度为1122mpa作为对照试验基础。

对比例

将已淬火并冷却至室温的17crnimo6钢工件在马福炉中进行低温回火处理，回火温度为200℃，保温时间为4小时，制得强化17crnimo6淬火钢。其抗拉强度为1210mpa，屈服强度为1122mpa，如图1所示结构。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。